Фазовые и агрегатные состояния полимеров

1. Фазовые и агрегатные состояния полимеров

Студент группы 7-13 КТ Аминов И.

2.

• Понятия «фазовое» и «агрегатное»
состояние не совпадают. Так, аморфные
полимеры (жидкое фазовое состояние) по
агрегатному состоянию могут быть как
твердыми (стеклообразными или
высокоэластичными), так и жидкими
(вязкотекучими).

3. Фазовое состояние

• Фаза — это совокупность всех гомогенных
частей системы, одинаковых по составу и по
всем химическим и физическим свойствам,
не зависящим от количества вещества,
отграниченных от других частей системы
некоторой поверхностью (поверхностью
раздела).

4.

Фазовое состояние бывает двух видов:
• Аморфным
• Кристаллическим
Каждое из которых характеризуется тем или иным порядком внутри
тела. Отнесение полимера к тому или иному фазовому состоянию
определяется его внутренним состоянием, т. е. характером
расположения макромолекул относительно друг друга — структурой
полимера.
Рис. 1. Рентгенограммы кристаллического (а) и
аморфного (б) полимеров

5.

• Аморфное состояние (от греч. amorphos бесформенный), конденсированное состояние вещества,
главный признак которого - отсутствие атомной или
молекулярной решетки, т.е. трехмерной периодичности
структуры, характерной для кристаллического состояния.
Аморфные тела изотропны, т.е. их свойства (мех., оптич.,
электрич. и др.) не зависят от направления. Аморфное
состояние обычно устанавливают, во-первых, по
небольшому числу максимумов на дифракционной
картине (как правило, 2-4) на фоне диффузного гало, для
которых характерны большая полуширина и быстрое
убывание интенсивности с ростом угла дифракции; вовторых, по отсутствию в колебательном или электронном
спектре расщеплений полос, связанных с симметрией
структуры.

6.

• КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ
СОСТОЯНИЕ ПОЛИМЕРОВ, характеризуется
тем, что звенья макромолекул образуют
структуры с трехмерным дальним порядком.
Размер этих структур не превышает несколько
мкм; обычно их называют кристаллитами. В
отличие от низкомолекулярных
веществ, полимеры никогда не кристаллизуются
нацело, в них наряду с кристаллитами
сохраняются аморфные области (с
неупорядоченной структурой).
Поэтому полимеры в кристаллическом
состоянии называются аморфнокристаллическими или частично
кристаллическими.

7.

8. Агрегатные состояния

Для низкомолекулярных тел характерны три
агрегатных состояния, различающихся характером
движения молекул или атомов и плотностью их
упаковки:
Газообразное
Жидкое
Твердое

9.

10. Твердое состояние

• Для твердого состояния
характерна высокая
плотность упаковки
макромолекул и малые
расстояния между ними.
Поступательные и
вращательные степени
свободы макромолекул
отсутствуют, и они совершают
только колебательные
движения с частотой 1012—1013
Гц. Такие полимерные тела
оказывают значительное
сопротивление попытке
изменить их форму под
действием внешних сил и
запасают совершаемую над
ними внешнюю работу в виде
упругого потенциала.

11. Жидкое состояние

• Жидкое агрегатное
состояние
характеризуется более
свободным движением
макромолекул, которые
обладают кроме
колебательной также и
поступательной степенью
свободы, а по плотности
упаковки близки к твердым
телам, Обладая значительной
подвижностью, молекулы
жидкости постепенно
перемещаются, поэтому
жидкие тела легко меняют
свою форму — текут уже под
действием небольших
напряжений.

12.

Понятия «фазовое» и «агрегатное»
состояние не совпадают. Так, аморфные
полимеры (жидкое фазовое состояние) по
агрегатному состоянию могут быть как
твердыми (стеклообразными или
высокоэластичными), так и жидкими
(вязкотекучими). При этом упорядоченность
структурных элементов в веществе
характеризуют с помощью двух понятий:
дальний и ближний порядок

13. Ближний и дальний порядок молекул

• Способность макромолекул аморфного
полимера (в твердом или жидком состоянии)
окружать себя одинаковым числом однотипно
расположенных соседних макромолекул и
называется ближним порядком, характерным
для аморфных полимеров.
• Дальним называют порядок, при котором
строго определенное расположение атомов,
атомных группировок или макромолекул как
целого соблюдается на расстояниях, во много
(сотни и тысячи) раз превышающих собственные
размеры этих структурных единиц.